DE2903893A1

DE2903893A1 - Verfahren zur reststrommessung von elektrolytkondensatoren

Info

Publication number: DE2903893A1
Application number: DE19792903893
Authority: DE
Inventors: Otto Ing Grad Benz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-02-01
Filing date: 1979-02-01
Publication date: 1980-08-07
Also published as: DE2903893C2

Description

Verfahren zur Reststrommessung von Elektrolytkonden-
satoren.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reststroamessung von Elektrolytkondensatoren.
Die bisher bekannten Reststroirnneßverfahren erfordern eine verhältnismäßig lange Zeitdauer von bis zu 5 Minuten (DIN 41332 Blatt 1).
Dabei wird der PrUfling über einen genormten Widerstand an eine Quelle seiner Nennspannung gelegt. Die lange Meßdauer ergibt sich daraus, daß man ein Vielfaches der Ladezeitkonstante (genormter Widerstand bei PrüflingskapazitEt) verstreichen lassen muß, bis der Strom sicher abgelesen werden kann. Wenn deshalb in einer Prüfanlage fertigungsübliche Stückzahlen verarbeitet werden sollen, müssen entweder mehrere Einzelreststrommeßplätze parallel geschaltet werden, oder aber die Prüflinge auf einer Prüfstrecke transportiert werden, die so lang bemessen ist, daß die Durchlaufzeit der vorgesehenen Prüfdauer entspricht, wobei die Meßwerte nur auf dem letzten Teilstück der Prüfstrecke abgefragt werden.
Beide Verfahren erfordern hohen apparativen Aufwand und räumlich große Pnifanlagen, Demgegenüber sind andere an Elektrolytkondensatoren übliche Messungen, wie z.B.. die Messung der Kapazität, des Verlustfaktors oder Scheinwiderstandes in sehr viel kürzerer Zeit (Sekunden oder darunter) durchzuführen.
Die Leistungsfähigkeit der Prüfanlagen wird demnach vor wiegend durch die lange Reststrommeßdauer bestimmt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Reststrommessung von Elektrolytkondensatoren anzugeben, dessen Durchführung nur kurze Zeit beansprucht und das auf einem getakteten Prüfautomaten einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kondensatoren mit konstantem Strom innerhalb kurzer Zeit auf Nennspannung aufgeladen werden, daß die Kondensatoren danach von der Spannungsquelle frei geschaltet werden und daß anschließend die Entladungszeitkonstante gemessen wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß die Aufladung der Kondensatoren auf Nennspannung in einer Zeit kleiner als 300 ms erfolgt, und daß die Reststrommessung an einem getakteten Automaten durchgeführt wird.
Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß nach erfolgter Aufladung der Kondensatoren vor der Freischaltung das Strom-Zeit-Integral (fi dt) bestimmt wird.
Ferner ist es zweckmäßig, daß die Reststrommessung mit einer Taktzeit von 500 ms durchgeführt wird, wobei innerhalb des ersten Taktes (0 bis 500 ms) die Aufladung der Kondensatoren auf Nennspannung erfolgt, im zweiten Takt (500 bis 1000 ms) die Bestimmung des Strom-Zeit-Integrals erfolgt, die Kondensatoren im dritten und vierten Takt (1000 bis 2000 ms) freigeschaltet sind, die Bestimmung der Entladungszeitkonstanten im fünften Takt (2000 bis 2500 ms) erfolgt und die Kondensatoren wahrend des sechsten Taktes (2500 bis 3000 ms) entladen werden.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß innerhalb einer kurzen Gesamtmeßzeit von beispielsweise 3 Sek. eine befriedigende Aussage über das Langzeitverhalten des Reststromes ermöglicht wird. Dies ist darauf zuruckzufübren, daß die fUr den hohen Anfangsstrom des Kondensators verantwortlichen Störstellen im Dielektrikum aus dem Meßergebnis weitgehend eliminiert werden. Dies geschieht durch die Freischaltung der Kondensatoren von der Spannungsquelle, nachdem sie auf Nennspannung aufgeladen wurden. Dabei wird die gespeicherte Ladung durch die Störstellen im Dielektrikum abgebaut und die Spannung an den Kondensatoren sinkt entsprechend ab. Durch diese Spannungs-Absenkung werden die Störstellen im Dielektrikum abgeschaltet und die weitere Entladung der Kondensatoren erfolgt nur noch mit dem das Langzeitverhalten bestimmenden Reststrom. Ein Maß für diesen Reststrom ist die Entladezeitkonstante r.
Ein wesentlicher Vorteil der Messung der Entladezeitkonstante ist dabei, daß die Istkapazitäten der Kondensatoren in das Ergebnis eingehen und für den Grenzwert kein Zuschlag wegen der möglichen-Plustoleranzen gemacht werden müssen.
An Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reststrommessung näher erläutert.
Auf einer getakteten Meßstraße mit einer Taktzeit von 500 ms pro Takt wird der zu prüfende Kondensator im Zeitpunkt O an eine Spannungsquelle gelegt und mit konstantem Strom auf die Nennspannung UN aufgeladen. Die Stromstärke wird dabei so gewählt, daß die Aufladung des Kondensators in einer Zeit von kleiner als 300 ms abgeschlossen ist. Mit Beginn des zweiten Taktes bei 500 ms wird dann die Strom-Zeit-Fläche an Hand des Strom-Zeit-Integrals fi dt ausgewertet. Diese Bestimmung erfolgt deshalb, um schlechte Kondensatoren, welche theoretisch auch bei zu großer vorhergehender Selbstentladung eine gute Entladezeitkonstante aufweisen können, erkennen zu können und rechtzeitig auszusortieren.
Mit Beginn des zweiten Taktes bei 1000 ms wird der Kondensator von der Spannungsquelle freigeschaltet, wobei zunächst die gespeicherte Ladung durch eventuell im Dielektrikum vorhandende Störstellen abgebaut wird und die Spannung am Prüfling entsprechend absinkt. Nachdem die Störstellen abgeschaltet sind,flacht die Entladungskurve des Kondensators merklich ab (ungefähr 500 ms nach der Freischaltung) und es kann zu Beginn des vierten Taktes bei 2000 ms die Entladungszeitkonstante t des Kondensators an Hand des Integrales J(dU/dt) dt bestimmt werden. Mit Beginn des fünften Taktes bei 2500 ms wird der Kondensator entladen, wobei die Entladung ungefähr zu Beginn des sechsten Taktes bei 3000 ms beendet ist.
Das erfindungsgemäße Meßverfahren kann beispielsweise zur Reststrommessung an Elektrolytkondensatoren an einem B6rdelautomaten eingesetzt werden, wobei an den Kondensatoren zwischen den einzelnen Arbeitsschritten im Takt des Automaten der Reststrom bestimmt wird.
1 Figur, 6 Patentansprüche.
L e e r s e i t e

Claims

PatentansprUche ============= 1. Verfahren zur Reststrommessung von Elektrolytkondensatoren, d a d u r g h g e k e n n z e i c h n e t daß die Kondensatoren mit konstantem Strom innerhalb kurzer Zeit auf Nennspannung aufgeladen werden, daß die Kondensatoren danach von der Spannungsquelle freigeschaltet werden und daß anschließend die Entladungszeitkonstante gemessen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Aufladung der Kondensatoren auf Nennspannung in einer Zeit kleiner als 300 ms erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Reststrommessung an einem getakteten Automaten durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß nach erfolgter Aufladung der Kondensatoren vor der Frei schaltung von der Spannungsquelle das Strom-Zeit-Integral (fi dt) bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Anspriche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Reststrommessung mit einer Taktzeit von 500 ms durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß innerhalb des ersten Taktes (0 bis 500 ms) die Aufladung der Kondensatoren auf Nennspannung erfolgt, daß im zweiten Takt (500 bis 1000 ms) die Bestimmung des Strom-Zeit-Integrals erfolgt, daß die Kondensatoren im dritten und vierten Takt (1000 bis 2000 ms) freigeschaltet sind, daß die Bestimmung der Entladungszeitkonstanten im fünften Takt (2000 bis 2500 ms) erfolgt und daß die Kondensatoren während des sechsten Taktes (2500 bis 3000 ms) entladen werden.